亚氯酸钠盐酸法产生2氧化氯影响因素.doc

亚氯酸钠盐酸法产生二氧化氯影响因素 周春雨1．1研究课题背景及现状 水是人类赖以生存的一种宝贵自然资源，一切生命体均以水为生存的物质基础。随着人类经济的持续发展和生活水平的不断提高，在人类对水的需求量越来越大的同时，人类对供水的水质及其安全性有了更高的标准和要求。 目前饮用水的不安全性主要来自于两方面，一是微生物所引起，二是来自化学物质。为防止病毒、细菌、病原体、原生动物等病原微生物对饮用水的污染，消毒就成了供水处理过程中不可或缺的重要环节。 氯消毒曾被广泛的应用于水处理工艺中，但随着研究的深入，随着地表水污染的日益严重，氯消毒所产生的副产物三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAS)等对人类健康的危害性也越来越引起人们的担忧。三卤甲烷THMs、卤乙酸(HAAS)等均属“三致”物质(治癌、致畸和致突变)。因此，世界上许多国家修改了生活饮用水卫生标准，对消毒副产物(DBPs)的含量进行限制，欧美一些经济发达国家甚至开始禁止使用液氯消毒，而改用二氧化氯对水体进行消毒。 二氧化氯具有广谱杀菌能力，他对水中的病源微生物的杀灭作用强于氯，是一种优良的消毒剂。其最大优点是在净化饮用水的过程中不生成有害的卤代有机物，世界卫生组织将其安全性列为Al级。 二氧化氯性质活泼，不易储存和运输，用于水处理时通常采用现场制备的方式获取。能现场制备二氧化氯的装置叫做二氧化氯发生器，国内外应用较为普遍的是复合型二氧化氯发生器和高纯二氧化氯发生器。复合型二氧化氯发生器所得产物为二氧化氯与氯的混合物，高纯二氧化氯发生器的产物为纯度90％以上的二氧化氯。发生器所产生的二氧化氯通常采用泵送(或抽吸)到待处理水中，也可用水力水射器送到投加点。目前各种二氧化氯发生器都是以溶液形式投加，即把所产生的二氧化氯与反应残液一起投入所处理的水体中。当反应条件控制不好或两种原料投加比例不够准确时，会造成反应不完全，这意味着残液中可能有大量的氯酸根离子被投入水体，从而造成C103-的浓度超过安全标准。在常规的水消毒浓度范围内，C102、C102-、C103-不会对人体造成不良影响，但C102-和C103-在高浓度或高剂量情况下可能出现副作用。 采用二氧化氯溶液的投加方式，会造成出水中亚氯酸盐含量较高，而且出口药液酸度过大的问题也难以解决。因此，在对二氧化氯无机副产物的控制只趋严格的情况下，气态投加二氧化氯将成为二氧化氯系统设计和应用的主流方向。 1．2．水质消毒技术概论 人类社会发展到今天，可用于水质消毒的方法有很多。最早的消毒方法是将水煮沸后饮用，或在目光下暴晒，或将一块灼热的铜在水中浸泡数次，也有用银器盛水来达到消毒目的的。专业的消毒方法有物理法、化学法及物理／化学连用方式。物理法主要是通过物理手段，如加热、辐射、电磁场、超声、膜过滤、紫外线等，人类早期的目光暴晒实际上就是用紫外线消毒。化学法是通过向水体投放化学药剂，如氧化剂、重金属、酸、碱等来杀灭或灭活水中的微生物。通常是用氧化剂作为给水消毒的化学药剂。在众多的消毒方法中，目前最为普遍使用的方法是液氯、臭氧、二氧化氯和紫外线消毒。 1．2．1氯消毒 水的氯化消毒是饮用水消毒中使用最为广泛、技术最成熟的方法。氯气(C12)是具有强氧化性、强刺激性的黄绿色气体，密度约为空气密度的2．5倍，当温度低于-33．6℃时，或在常温下加压到600---700kPa时，氯气呈液态，称为液氯。由于液氯可大大减少储存空间，所以通常将氯气储存在高压钢瓶中，使用时，打钢瓶开阀门，液氯又转化为气态被释放出来，因而液氯在实际应用中更易于操作，同时对投放剂量也可进行准确控制。氯易溶于水，在水中迅速水解生成次氯酸(HOCl)： C12+H20＝HOCl+Cl-+H+ 次氯酸(HOCl)为极小的中性分子，能扩散到带负电的细菌表面，并通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部，起氧化作用破坏细菌的酶系统致使细菌死亡。当水源受有机污染而含有一定的氨氮时，氯气(C12)加入后，可生成次氯酸(HOCl)、一氯胺(NH2CI)、二氯胺(NHCl2)和三氯胺(NCl3)。它们在平衡状态下的含量比例决定于氨、氯的相对浓度、pH值和温度。水中有氯胺时仍然靠次氯酸(HOCI)起作用，氯胺只能陆续转化为次氯酸，因而氯胺消毒作用比较缓慢，需要较长的接触时间。 因为液氯具有运行费用低廉、不需要复杂的设备、管理方便、通过加氯机投配计量准确以及消毒效果好、在管网中可长时间保持稳定的余氯量等优点，因此受到普遍欢迎，被国内外大中型水处理厂广泛采用。 虽然氯消毒目前仍被广泛的应用于水处理工艺中，但随着研究的深入，随着地表水污染的日益严重，氯消毒所产生的副产物——三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAS)等对人类健康的危害性也逐渐凸显出来。地表水体中一般都含有很多有机物，他们主要来源于大气降水、地表径流和耕地的